KR20030031355A - Method for fabricating spacer and flat panel display with the spacer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 스페이서 제조 방법 및 이 스페이서를 갖는 평판 표시 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 위치 설정 및 설치 작업이 용이하며 고종횡비를 갖는 스페이서를 제조하는 방법과 상기 스페이서를 갖는 평판 표시 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a spacer manufacturing method and a flat panel display element having the spacer, and more particularly, to a method for manufacturing a spacer having a high aspect ratio and easy to position and install, and a flat panel display element having the spacer. .
일반적으로 평판 표시 소자(FPD; Flat Panel Display device)는 큰 부피와 고전압을 필요로 하는 음극선관과는 달리, 두께가 얇고 저전압으로 구동되는 실질적으로 평탄한 표시 소자를 통칭하는바, 이러한 평판 표시 소자로는 전계 방출 표시 소자(FED; Field Emission Display)와 형광 표시관(VFD; Vacuum Fluorescent Display), 액정 표시 소자(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마 표시 소자(PDP: Plasma Display Panel) 등이 있다.In general, a flat panel display device (FPD) refers to a substantially flat display device that is thin and driven at a low voltage, unlike a cathode ray tube that requires a large volume and a high voltage. Field emission displays (FEDs), fluorescent fluorescent displays (VFDs), liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), and the like.
이러한 평판 표시 소자는 종류에 따라 세부적인 구조가 상이하지만 통상적으로는 서로 마주보도록 설치되는 한쌍의 기판으로 이루어지며 내부가 고진공으로 유지되는 진공용기와, 진공용기의 내부에 배치되는 스페이서를 구비한다.The flat panel display device has a detailed structure different according to the type, but usually includes a pair of substrates installed to face each other, and includes a vacuum container having a high vacuum inside thereof, and a spacer disposed inside the vacuum container.
상기 스페이서는 진공용기를 고진공으로 밀봉할 때 기판들이 용기 내외부의 압력차로 인해 용기 내측으로 변형되거나 또는 파손되는 것을 방지하는 한편, 양 기판을 일정한 간격으로 유지함으로써 발광 위치에 따른 휘도 불균일성을 억제하는 작용을 하는 것으로, 초기에는, 패터닝된 스크린 마스크(screen mask)를 기판과 함께 인쇄기에 고정하고, 스퀴이즈나 고무 로울러를 이용하여 스크린 마스크의 메쉬 홀(mesh hole)을 통해 페이스트(paste)를 기판으로 밀어내어 인쇄하는 스크린 인쇄법을 이용하여 상기 스페이서를 제조하였다.The spacer prevents the substrates from being deformed or broken inside the container due to the pressure difference between the inside and the outside of the container when the vacuum container is sealed at a high vacuum, while suppressing the luminance non-uniformity according to the light emitting position by keeping both substrates at regular intervals. Initially, the patterned screen mask is fixed to the printing machine together with the substrate, and the paste is pushed through the mesh hole of the screen mask to the substrate using a squeeze or rubber roller. The spacer was manufactured by using a screen printing method of printing out.
그런데, 상기 스크린 인쇄법은 인쇄 작업의 특성상 스페이서의 고정세화 및고종횡비에 한계가 있는 문제점이 있다. 여기에서, 상기 종횡비는 스페이서의 폭에 대한 높이의 비를 의미한다. 이에 따라, 근래에는 감광성 유리로 스페이서를 제조함으로써 상기한 문제점을 해결하고자 하는 노력이 행해지고 있다.However, the screen printing method has a problem in that there is a limit in high definition and high aspect ratio of the spacer due to the characteristics of the print job. Here, the aspect ratio means the ratio of the height to the width of the spacer. Accordingly, in recent years, efforts have been made to solve the above problems by producing spacers from photosensitive glass.
대한민국 공개특허공보 제2000-65199호에는 감광성 유리를 이용하여 전계 방출 표시 소자용 스페이서를 제조하는 방법의 일례가 개시되어 있다.Korean Unexamined Patent Publication No. 2000-65199 discloses an example of a method of manufacturing a spacer for a field emission display device using photosensitive glass.
상기 대한민국 특허는 일정 두께(스페이서의 높이에 해당한다)의 감광성 유리 상측에 마스크를 배치하고, 자외선을 조사하여 상기 감광성 유리를 선택적으로 노광시키며, 고온 열처리(소성)를 통해 노광된 부분을 결정화시킨 후, 상기 결정화된 부분을 에칭에 의해 제거함으로써 스페이서를 제조하였다.The Korean patent discloses a mask disposed on an upper side of a photosensitive glass having a predetermined thickness (corresponding to the height of a spacer), selectively exposing the photosensitive glass by irradiating ultraviolet rays, and crystallizing the exposed portion through high temperature heat treatment (firing). Thereafter, the crystallized portion was removed by etching to prepare a spacer.
이때, 상기 스페이서는 사각 기둥 또는 원기둥 형태나 십자 형태, 또는 막대(rib) 형태 등으로 형성된다.In this case, the spacer is formed in the shape of a square pillar or cylinder or cross, or a rod (rib).
이 외에도, 대한민국 공개특허공보 제2000-46663호에는 감광성 유리를 이용하여 플라즈마 표시 소자(PDP)의 격벽을 제조하는 방법의 일례가 개시되어 있다.In addition, Korean Unexamined Patent Publication No. 2000-46663 discloses an example of a method of manufacturing partition walls of a plasma display device (PDP) using photosensitive glass.
그런데, 상기한 선행 특허들에 의해 제조된 스페이서는 다음과 같은 문제점을 내포하고 있다.By the way, the spacer manufactured by the above-mentioned prior patents has the following problems.
첫째, 감광성 유리를 노광할 때, 상기 노광이 충분한 시간동안 이루어지지 않는 경우에는 고온 열처리(소성) 작업시 노광 반대면의 결정화가 노광면의 결정화에 비해 적게 이루어지게 된다.First, when exposing the photosensitive glass, when the exposure is not performed for a sufficient time, the crystallization of the opposite surface of the exposure during the high temperature heat treatment (firing) operation is less than that of the exposure surface.
따라서, 1.2mm 두께의 감광성 유리를 노광한 후 에칭하여 사각 기둥 형태의스페이서를 제조할 때에는, 도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이 노광 램프(미도시)가 배치된 면(102)이 반대면(104)에 비해 대략 3배 정도 빠르게 에칭이 되므로 스페이서(106)의 종횡비(스페이서의 폭에 대한 높이의 비)를 증가시키는 것이 용이하지 않고, 반대면(104)의 경우 패턴이 정확하게 형성되지 않는 문제점이 있다.Accordingly, when the photosensitive glass having a thickness of 1.2 mm is exposed and etched to produce a square pillar-shaped spacer, the surface 102 on which the exposure lamp (not shown) is disposed is opposite to that shown in FIGS. 1 and 2. Since etching is about three times faster than 104, it is not easy to increase the aspect ratio (the ratio of the height to the width of the spacer) of the spacer 106, and in the case of the opposite surface 104, the pattern is not formed accurately. There is a problem.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 노광을 충분한 시간동안 실시해야 하는데, 감광성 유리의 경우 두께가 두배가 되면 노광 시간을 두배로 증가해야 하는 것이 아니라 대략 6배 이상 노광을 해야 감광이 적절하게 이루어지게 되므로, 제조에 소요되는 작업 시간이 증가되는 문제점이 발생된다.In order to solve this problem, exposure should be performed for a sufficient time. In the case of photosensitive glass, if the thickness is doubled, the exposure time should not be doubled, but exposure should be performed at least six times so that the photosensitive is properly made. There is a problem that increases the time required to work.
둘째, 종래의 스페이서들은 상하측이 동일한 단면 형상으로 이루어지므로, 양 기판의 내면에 형성되는 전극 또는 형광체의 구조가 동일하지 않음을 감안할 때 상기 스페이서의 배치 위치를 설정하는 것이 용이하지 않다.Second, since the spacers of the related art have the same cross-sectional shape at the upper and lower sides, it is not easy to set the arrangement positions of the spacers in consideration of the fact that the structure of the electrodes or the phosphors formed on the inner surfaces of both substrates is not the same.
특히, 캐소드 기판에는 스트라이프 형태의 전극이 제공되는 반면 애노드 기판에는 도트(dot) 타입의 형광막이 제공되는 전계 방출 표시 소자의 경우에는 상하측이 동일한 단면 형상을 갖는 종래의 스페이서를 비발광 영역에 효과적으로 배치하는 것이 용이하지 않다.In particular, in the field emission display device in which the cathode substrate is provided with a stripe-shaped electrode while the anode substrate is provided with a dot-type fluorescent film, a conventional spacer having the same cross-sectional shape in the upper and lower sides is effectively applied to the non-emitting region. It is not easy to deploy.
셋째, 스페이서의 제작에 있어 고려되어야 할 설치의 용이성 측면에서 보면, 종래의 사각 기둥 형태나 십자 형태의 경우에는 설치는 용이하지만 설치해야 할 스페이서의 갯수가 많아 설치 작업에 장시간이 소요되고, 막대(rib) 형태는 설치해야 할 스페이서의 갯수가 기둥 형태나 십자 형태에 비해 적어 설치 작업에 따른 소요 시간이 단축되지만 스페이서를 고정하기 위해 유효 화면 외측에 다양한 형태의 그리퍼(gripper)를 만들어 스페이서를 고정해야 하는 문제점이 있다.Third, in terms of the ease of installation to be considered in the manufacture of the spacer, in the case of the conventional square column or cross shape, the installation is easy, but the number of spacers to be installed takes a long time to install, rod ( The number of spacers to be installed is shorter than the column or cross shape, so the time required for installation work is shortened. However, in order to fix the spacers, the spacers should be fixed by making various types of grippers on the outside of the effective screen. There is a problem.
이에, 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 위치 설정 및 설치 작업이 용이한 고종횡비의 스페이서를 제조하는 스페이서 제조 방법 및 이 방법에 의해 제조된 스페이서를 갖는 평판 표시 소자를 제공함을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a spacer manufacturing method for manufacturing a spacer having a high aspect ratio and easy to position and install, and to provide a flat panel display device having a spacer manufactured by the method. do.
도 1은 종래 기술에 따른 스페이서의 단면도.1 is a cross-sectional view of a spacer according to the prior art.
도 2는 전자현미경을 이용하여 도 1의 스페이서를 촬영한 사진.Figure 2 is a photograph of the spacer of Figure 1 using an electron microscope.
도 3은 본 발명에 따른 스페이서 제조 방법의 블록도.3 is a block diagram of a spacer manufacturing method according to the present invention.
도 4는 도 3의 패턴 형성 단계를 나타내는 평면도.4 is a plan view illustrating a pattern forming step of FIG. 3.
도 5는 도 3의 노광 단계를 나타내는 측면도.FIG. 5 is a side view illustrating the exposure step of FIG. 3. FIG.
도 6은 도 3의 정렬 단계를 나타내는 측면도.6 is a side view showing the alignment step of FIG.
도 7은 도 3의 열확산 접합 단계와 결정화 단계에서의 온도 프로파일을 나타내는 도면.FIG. 7 shows temperature profiles in the thermal diffusion bonding step and the crystallization step of FIG. 3. FIG.
도 8a 내지 8f는 도 3의 제조 방법에 의해 제조된 스페이서의 다양한 실시예를 나타내는 사시도.8A to 8F are perspective views illustrating various embodiments of a spacer manufactured by the manufacturing method of FIG. 3.
도 9은 도 3의 제조 방법에 의해 제조된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시 소자의 단면도.9 is a cross-sectional view of a field emission display device having a spacer manufactured by the manufacturing method of FIG.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,The present invention to achieve the above object,
적어도 두개 이상의 감광성 유리를 준비하여, 각각의 감광성 유리에 원하는 형태의 마스크 패턴을 각각 형성하는 패턴 형성 단계와;A pattern forming step of preparing at least two photosensitive glasses and respectively forming a mask pattern of a desired shape on each photosensitive glass;
노광 램프를 이용하여 상기 감광성 유리들을 각각 노광하는 노광 단계와;An exposure step of exposing the photosensitive glasses using an exposure lamp, respectively;
상기 마스크 패턴을 제거한 후 상기 감광성 유리를 복층으로 정렬 배치하는 정렬 단계와;An alignment step of arranging the photosensitive glass in a multilayer after removing the mask pattern;
상기 감광성 유리를 가열 및 가압하여 열확산 접합하는 열확산 접합 단계와;A thermal diffusion bonding step of heating and pressurizing the photosensitive glass to thermal diffusion bonding;
상기 감광성 유리를 소성하여 노광 부위와 비노광 부위간의 조직적인 차이를 발생시키는 결정화 단계와;Firing the photosensitive glass to produce a systematic difference between the exposed and non-exposed areas;
상기 감광성 유리를 선택적으로 제거하여 다층 구조의 스페이서를 제조하는 선택적 제거 단계;A selective removal step of selectively removing the photosensitive glass to produce a spacer having a multilayer structure;
를 포함하는 스페이서 제조 방법을 제공한다.It provides a spacer manufacturing method comprising a.
상기한 방법에 의하면 한개의 감광성 유리를 노광 및 에칭하여 스페이서를 형성하는 종래의 경우에 비해 고종횡비의 스페이서를 제조할 수 있으며, 스페이서 제조에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.According to the above method, a spacer having a high aspect ratio can be manufactured as compared with the conventional case of exposing and etching one photosensitive glass to form a spacer, and the time required for manufacturing the spacer can be shortened.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 스페이서는 2개의 감광성 유리를 이용하여 하층 및 상층의 2층 구조를 갖도록 형성할 수 있는데, 이때, 상기 2층 구조의 스페이서는 상하층이 동일한 단면 구조를 갖도록 형성하거나, 서로 다른 단면 구조를 갖도록 형성할 수도 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the spacer may be formed to have a two-layer structure of the lower layer and the upper layer using two photosensitive glass, wherein the spacer of the two-layer structure is formed so that the upper and lower layers have the same cross-sectional structure Alternatively, they may be formed to have different cross-sectional structures.
상기에서, 상하층이 서로 다른 단면 구조를 갖도록 형성하는 경우, 하층의 스페이서는 십자 형태의 단면 형상을 갖도록 형성하고, 상층의 스페이서는 사각 기둥 또는 원기둥 형태의 단면 형상을 갖도록 형성할 수 있다.In the above, when the upper and lower layers are formed to have different cross-sectional structures, the spacer of the lower layer may be formed to have a cross-sectional shape, and the spacer of the upper layer may be formed to have a cross-sectional shape of a square pillar or a cylinder.
이로써, 애노드 및 캐소드 기판 내부의 전극 및 형광체 구조가 상이한 평판 표시 소자, 특히 전계 방출 표시 소자의 경우에도 스페이서의 위치를 용이하게 설정할 수 있다.This makes it possible to easily set the position of the spacer even in the case of flat panel display elements, particularly field emission display elements, which differ in electrode and phosphor structures inside the anode and cathode substrates.
그리고, 상기한 2층 구조 스페이서를 막대형 스페이서에 의해 일체로 연결하면, 복수개의 스페이서를 동시에 설치하는 것이 가능하므로, 스페이서 설치를 작업 시간을 단축할 수 있다.When the two-layered spacers are integrally connected by the rod-shaped spacers, a plurality of spacers can be installed at the same time, so that the working time can be shortened.
본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 상기 노광 단계에서는 노광 부위가 에칭에 의해 제거되는 형태의 노광 램프, 예를 들면 자외선 램프를 노광 램프로 사용할 수 있으며, 패턴 형성 단계에서는 2개의 감광성 유리를 정렬하기 위한 정렬 마크를 마스크 패턴과 동시에 형성할 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in the exposing step, an exposure lamp, for example, an ultraviolet lamp, in which the exposed portion is removed by etching, may be used as the exposure lamp, and in the pattern forming step, the two photosensitive glasses may be aligned. Alignment mark for the same can be formed with the mask pattern.
그리고, 상기 열확산 접합 단계는 각각의 감광성 유리를 대략 500℃의 온도에서 200g/cm2의 가압력으로 가압하는 것으로 이루어질 수 있으며, 상기 결정화 단계는 각각의 감광성 유리를 대략 600℃의 온도에서 대략 1시간 동안 소성하는 것으로 이루어질 수 있다.And, the thermal diffusion bonding step may consist of pressing each photosensitive glass to a pressing force of 200g / cm 2 at a temperature of approximately 500 ℃, the crystallization step is about 1 hour at a temperature of approximately 600 ℃ Firing during the process.
또한, 본 발명은 상기한 방법에 의해 제조된 스페이서를 갖는 평판 표시 소자를 제공하는데, 본 발명의 스페이서는 특히 전계 방출 표시 소자에 유용하게 사용할 수 있다.Further, the present invention provides a flat panel display device having a spacer manufactured by the above method, and the spacer of the present invention can be particularly useful for field emission display devices.
일례로, 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 스페이서를 갖는 전계 방출 표시 소자는, 일정한 간격을 두고 대향 배치되는 애노드 및 캐소드 기판과; 상기 캐소드 기판에 제공되는 라인 형상의 캐소드 전극과; 상기 캐소드 전극의 표면에 제공되며, 전계 형성시 전자를 방출하는 복수의 에미터와; 상기 애노드 기판에 제공되는 라인 형상의 애노드 전극과; 상기 에미터에서 방출된 전자가 충돌되어 발광함으로써 소정의 화상을 구현하도록 상기 애노드 전극의 표면에 제공되는 형광체와; 적어도 2개 이상의 감광성 유리가 적층된 다층 구조로 이루어지며, 상기 애노드 및 캐소드 기판을 일정 간격으로 유지하는 스페이서;를 포함하여 이루어진다.In one example, a field emission display device having a spacer manufactured by the manufacturing method of the present invention comprises: an anode and a cathode substrate facing each other at regular intervals; A line-shaped cathode electrode provided on the cathode substrate; A plurality of emitters provided on the surface of the cathode and emitting electrons when forming an electric field; A line-shaped anode electrode provided on the anode substrate; A phosphor provided on a surface of the anode electrode so that electrons emitted from the emitter collide with each other to emit a predetermined image; At least two photosensitive glass is laminated in a multi-layer structure, the anode and cathode substrates to maintain a predetermined interval; comprises a.
이하, 첨부도면을 참조로 하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 스페이서 제조 방법을 나타내는 블록도를 도시한 것이다.3 is a block diagram showing a spacer manufacturing method of the present invention.
도시한 바와 같이 본 발명의 스페이서 제조 방법은, 적어도 두개 이상의 감광성 유리를 준비하여, 각각의 감광성 유리에 원하는 형태의 마스크 패턴을 각각 형성하는 패턴 형성 단계(ST10)와, 노광 램프를 이용하여 상기 감광성 유리들을 각각 노광하는 노광 단계(ST20)와, 상기 마스크 패턴을 제거한 후 상기 감광성 유리를 복층으로 정렬 배치하는 정렬 단계(ST30)와, 상기 감광성 유리를 가열 및 가압하여 열확산 접합하는 열확산 접합 단계(ST40)와, 상기 감광성 유리를 소성하여 노광 부위와 비노광 부위간의 조직적인 차이를 발생시키는 결정화 단계(ST50)와, 상기 감광성 유리를 선택적으로 제거하여 다층 구조의 스페이서를 제조하는 선택적 제거 단계(ST60)를 포함한다.As shown, the spacer manufacturing method of the present invention comprises a pattern forming step (ST10) of preparing at least two photosensitive glasses to form a mask pattern of a desired shape on each photosensitive glass, and using the exposure lamp, the photosensitive An exposure step (ST20) for exposing the glasses respectively, an alignment step (ST30) for aligning the photosensitive glass in a plurality of layers after removing the mask pattern, and a thermal diffusion bonding step (ST40) for thermal diffusion bonding of the photosensitive glass by heating and pressing. ), A crystallization step (ST50) of firing the photosensitive glass to generate a systematic difference between an exposed portion and a non-exposed portion, and a selective removal step (ST60) of selectively removing the photosensitive glass to produce a spacer having a multilayer structure. It includes.
이를 도 4 내지 도 7을 참조로 상세히 설명하면, 본 발명의 스페이서를 제조하기 위해 먼저 도 4에 도시한 바와 같이 일정 두께의 감광성 유리를 복수개 준비한다. 이하에서는 설명의 간략화를 위해 2개의 감광성 유리(10,12)를 사용하여 스페이서를 제조하는 방법을 설명한다.4 to 7, a plurality of photosensitive glasses having a predetermined thickness are prepared as shown in FIG. 4 to manufacture the spacer of the present invention. In the following, a method of manufacturing a spacer using two photosensitive glasses 10 and 12 will be described for simplicity of explanation.
상기 감광성 유리(10,12)는 공지의 것으로, 대략 75중량%의 SiO2와, 대략 7중량%의 LiO2, 대략 3중량%의 K2O, 대략 3중량%의 Al2O3, 대략 0.1중량%의 Ag2O, 및 대략 0.02중량%의 CeO2를 포함하는 조성으로 이루어지는바, 본 발명은 상기한 감광성 유리의 조성과는 무관하므로, 상기 조성 이외의 다른 조성을 포함하는 감광성 유리도 사용이 가능하다.The photosensitive glasses 10 and 12 are well known and include about 75 wt% SiO 2 , about 7 wt% LiO 2 , about 3 wt% K 2 O, about 3 wt% Al 2 O 3 , about It is composed of a composition containing 0.1% by weight of Ag 2 O, and approximately 0.02% by weight of CeO 2 , the present invention is not related to the composition of the photosensitive glass, it is also used photosensitive glass containing a composition other than the above composition This is possible.
상기한 감광성 유리(10,12)를 도시하지 않은 테이블 위에 인접 배치하고, 감광성 유리(10,12)의 상면에 마스크 패턴(14,16)을 형성한다.The photosensitive glasses 10 and 12 are disposed adjacent to each other on a table (not shown), and mask patterns 14 and 16 are formed on the upper surfaces of the photosensitive glasses 10 and 12.
이때, 상기 마스크 패턴(14,16)은 크롬 박막에 의해 형성할 수 있는데, 도 4의 좌측에 있는 감광성 유리(10)에는 십자형상의 마스크 패턴(14)을 복수개 형성하고, 우측에 있는 감광성 유리(12)에는 일자 형상의 마스크 패턴(16)을 복수개 형성한다.In this case, the mask patterns 14 and 16 may be formed of a chromium thin film. A plurality of cross-shaped mask patterns 14 may be formed on the photosensitive glass 10 on the left side of FIG. 4, and the photosensitive glass on the right side may be formed. 12, a plurality of linear mask patterns 16 are formed.
그리고, 상기 마스크 패턴(14,16)을 형성할 때에는 마스크 패턴(14,16)의 외측으로 감광성 유리(10,12)의 모서리 부분에 얼라인 마크(18,20)를 각각 형성한다.When the mask patterns 14 and 16 are formed, the alignment marks 18 and 20 are formed in the corner portions of the photosensitive glasses 10 and 12 outside the mask patterns 14 and 16, respectively.
마스크 패턴(14,16)과 얼라인 마크(18,20)를 형성한 후에는 도 5에 도시한 바와 같이 노광 램프를 이용하여 감광성 유리(10,12)를 노광한다. 이때, 상기 노광 램프로는 수은 램프(미도시) 또는 280 내지 320nm 범위내의 파장을 갖는 자외선 램프(22)를 사용할 수 있는데, 본 실시예에서는 자외선 램프(22)를 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 상기 자외선 램프(22)를 이용한 노광 작업은 실온에서 행해진다.After the mask patterns 14 and 16 and the alignment marks 18 and 20 are formed, the photosensitive glasses 10 and 12 are exposed using an exposure lamp as shown in FIG. 5. In this case, a mercury lamp (not shown) or an ultraviolet lamp 22 having a wavelength within a range of 280 to 320 nm may be used as the exposure lamp. In this embodiment, a case of using the ultraviolet lamp 22 will be described as an example. . The exposure operation using the ultraviolet lamp 22 is performed at room temperature.
상기와 같이 자외선 램프(22)를 이용하여 감광성 유리(10,12)를 노광한 후에는 얼라인 마크(18,20)를 제외한 마스크 패턴(14,16)을 에칭에 의해 제거하고, 도 6에 도시한 바와 같이 상기 얼라인 마크(18,20)를 이용하여 두개의 감광성 유리(10,12)를 정렬 배치한다.After exposing the photosensitive glasses 10 and 12 using the ultraviolet lamp 22 as described above, the mask patterns 14 and 16 except for the alignment marks 18 and 20 are removed by etching, and FIG. As illustrated, the two photosensitive glasses 10 and 12 are aligned using the alignment marks 18 and 20.
이때, 각각의 감광성 유리(10,12)는 상기 마스크 패턴(14,16)이 형성되었던 노광면이 서로 마주보도록 적층한다.In this case, each of the photosensitive glasses 10 and 12 is laminated so that the exposed surfaces on which the mask patterns 14 and 16 are formed face each other.
이후, 도시하지 않은 열처리 장치를 이용하여 열확산 접합 및 결정화 단계를 실시하는데, 이 때에는 도 6에 도시한 온도 프로파일에 따라 실시한다.Subsequently, thermal diffusion bonding and crystallization steps are performed using a heat treatment apparatus (not shown), in which case the temperature profile shown in FIG. 6 is performed.
즉, 정렬된 2개의 감광성 유리(10,12)를 도시하지 않은 열처리 장치의 내부에 배치하고, 상기 열처리 장치(미도시)의 내부 온도를 승온시키는데, 열처리 장치의 내부 온도가 대략 500℃에 도달하면 이 온도를 대략 2시간동안 유지하면서200g/cm2의 압력으로 2개의 감광성 유리(10,12)를 열확산 접합한다.That is, two aligned photosensitive glasses 10 and 12 are placed inside a heat treatment apparatus (not shown) and the internal temperature of the heat treatment apparatus (not shown) is raised, where the internal temperature of the heat treatment apparatus reaches approximately 500 ° C. The two photosensitive glasses 10 and 12 are thermally diffused together at a pressure of 200 g / cm 2 while maintaining this temperature for approximately 2 hours.
이후, 감광성 유리(10,12)의 결정화 온도인 대략 600℃의 온도까지 열처리 장치의 내부 온도를 승온시킨 후 이 온도를 대략 1시간동안 유지하여 감광성 유리(10,12)를 소성한다.Thereafter, the internal temperature of the heat treatment apparatus is raised to a temperature of approximately 600 ° C., which is the crystallization temperature of the photosensitive glasses 10, 12, and the temperature is maintained for approximately 1 hour to fire the photosensitive glasses 10, 12.
상기 소성 단계(ST50)가 완료되면 감광성 유리(10,12)의 노광 부위가 결정화 되어 비노광 부위와 조직의 차이가 발생되는바, 이후에는 불산(HF) 용액을 이용하여 노광 부위, 즉 결정화된 부분을 에칭시켜 이 부분을 제거한다.When the firing step (ST50) is completed, the exposed portion of the photosensitive glass (10, 12) is crystallized to cause a difference between the non-exposed portion and the structure, after which the exposed portion, that is crystallized using a hydrofluoric acid (HF) solution The part is etched to remove this part.
도 8은 본 발명의 제조 방법에 의해 형성 가능한 다층 구조 스페이서(24)의 다양한 실시예들을 도시한 것으로, 도 8a 내지 도 8d는 하층(24')을 십자형 기둥으로 형성하는 한편, 상층(24")의 스페이서를 일자형, 원기둥형, 작은 단면적의 사각 기둥형, 큰 단면적의 사각 기둥형으로 각각 형성한 것이다.FIG. 8 illustrates various embodiments of a multilayer spacer 24 that can be formed by the fabrication method of the present invention. FIGS. 8A-8D show the lower layer 24 'as a cross pillar, while the upper layer 24 ". ) Spacers are straight, cylindrical, square pillars with small cross-sectional area, and square pillars with large cross-sectional area.
여기에서, 미설명 도면부호 26은 상층과 하층의 접합면이다.Here, reference numeral 26 is a joint surface of the upper layer and the lower layer.
그리고, 도 8e는 하층(24') 및 상층(24")을 모두 일자형으로 형성한 것인데, 본 실시예의 스페이서를 참조하면 스페이서(24)의 종횡비가 점선으로 도시한 종래의 스페이서(106)에 비해 크게 증가한 것을 알 수 있다. 이는, 종래의 스페이서(106)와 동일한 높이의 스페이서(24)를 제조하는 경우, 본 발명의 스페이서(24)는 상층(24") 및 하층(24')이 각각 종래 스페이서(106) 높이의 1/2에 해당하므로, 감광성 유리(10,12)의 노광면과 노광 반대면간의 노광 정도가 거의 동일하게 이루어지기 때문이다.In addition, FIG. 8E shows the lower layer 24 'and the upper layer 24 "all formed in a straight line. Referring to the spacer of the present embodiment, the aspect ratio of the spacer 24 is lower than that of the conventional spacer 106 shown by a dotted line. It can be seen that the increase is large. In the case of manufacturing the spacer 24 having the same height as the conventional spacer 106, the spacer 24 of the present invention has the conventional upper layer 24 "and lower layer 24 ', respectively. Since it corresponds to 1/2 of the height of the spacer 106, the exposure degree between the exposure surface of the photosensitive glass 10 and 12 and the opposite surface of exposure is made substantially the same.
또한, 도 8f는 하층(24')를 십자형으로 형성하는 한편 상층(24")을 일자형으로 형성하고, 상층(24") 위쪽으로 막대(rib)형 스페이서 부재(24'")를 열확산 접합하여 형성한 것으로, 전체적으로는 3층(24',24",24'")의 구조를 가지며, 한개의 막대형 스페이서 부재(24'")가 복수개의 2층 구조 스페이서(24)와 일체로 접합된다.In addition, FIG. 8F shows that the lower layer 24 'is formed crosswise while the upper layer 24 "is formed in a straight line, and the rib spacer member 24'" is thermally diffused to the upper layer 24 ". It has a structure of three layers 24 ', 24 ", 24'" as a whole, and one rod-shaped spacer member 24 '"is integrally joined to a plurality of two-layered spacers 24. .
따라서, 본 실시예의 스페이서는 스페이서 설치 작업에 따른 소요 시간을 효과적으로 단축할 수 있다.Therefore, the spacer of the present embodiment can effectively shorten the time required for the spacer installation work.
상기한 제조 방법에 의해 제조된 스페이서는 전계 방출 표시 소자(FED)와 플라즈마 표시 소자(PDP) 등의 평판 표시 소자(FPD)에 적용이 가능하다.The spacer manufactured by the above-described manufacturing method can be applied to a flat panel display device (FPD) such as a field emission display device (FED) and a plasma display device (PDP).
도 9는 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 스페이서를 갖는 3극관 구조의 전계 방출 표시 소자를 도시한 것으로, 전계 방출 표시 소자는 캐소드 기판(28) 및 애노드 기판(30)과, 캐소드 기판(28)의 일면에 제공되는 라인 형태의 캐소드 전극(32)과, 절연층(34)을 사이에 두고 캐소드 전극(32)과 수직으로 교차 형성되는 라인 형태의 게이트 전극(36)과, 애노드 기판(30)의 일면에 캐소드 전극(32)과 동일한 방향으로 제공되는 라인 형태의 애노드 전극(38)을 포함한다.9 shows a field emission display device having a triode structure having a spacer manufactured by the manufacturing method of the present invention, wherein the field emission display device includes a cathode substrate 28 and an anode substrate 30 and a cathode substrate 28. Line-shaped cathode electrode 32 provided on one surface of the cross-section, line-shaped gate electrode 36 vertically intersecting with cathode electrode 32 with insulating layer 34 therebetween, and anode substrate 30 The anode electrode 38 in a line form is provided on one surface of the cathode in the same direction as the cathode electrode (32).
상기 캐소드 전극(32)과 게이트 전극(36)이 교차하는 화소 영역에는 게이트 전극(36)과 절연층(34)을 관통하는 복수(대략 수백개)의 홈이 형성되고, 각 홈의 내부로 캐소드 전극(32)에는 카본나노튜브(CNT: Carbon Nano Tube) 등의 카본 계열 물질로 이루어진 면 타입의 에미터(40)가 제공된다.In the pixel region where the cathode electrode 32 and the gate electrode 36 intersect, a plurality of grooves (approximately hundreds) penetrating through the gate electrode 36 and the insulating layer 34 are formed, and the cathode is formed inside each groove. The electrode 32 is provided with a surface type emitter 40 made of a carbon-based material such as carbon nanotube (CNT).
여기에서, 상기 면 타입의 에미터(40) 대신에 몰리브덴과 같은 전자 방출 물질로 이루어진 스핀트 타입의 에미터를 제공할 수도 있다.Here, instead of the surface type emitter 40, a spin type emitter made of an electron emitting material such as molybdenum may be provided.
그리고, 에미터(40)에 대향하는 위치의 애노드 전극(38) 표면에는 에미터(40)에서 방출된 전자가 충돌할 때 발광하는 형광층(42)이 제공되고, 형광층(42)의 사이사이로 애노드 전극(38)의 표면에는 고진공으로 밀봉되는 양 기판(28,30)을 지지하기 위한 스페이서(24)의 일단부가 지지된다.On the surface of the anode electrode 38 at the position opposite to the emitter 40, there is provided a fluorescent layer 42 which emits light when electrons emitted from the emitter 40 collide, and between the fluorescent layers 42. On the surface of the anode electrode 38, one end of the spacer 24 for supporting both substrates 28 and 30 sealed with high vacuum is supported.
여기에서, 상기 스페이서(24)는 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 다층 구조의 스페이서로서, 하층(24')은 십자형으로 이루어지고 상층(24")은 일자형으로 이루어진 도 8a의 스페이서이다.Here, the spacer 24 is a spacer having a multilayer structure manufactured by the manufacturing method of the present invention. The lower layer 24 'is cross-shaped and the upper layer 24 "is straight-shaped.
물론, 상기 스페이서 대신에 도 8b 내지 도 8f의 스페이서중 어느 하나를 사용해도 무방하다.Of course, any of the spacers of Figs. 8B to 8F may be used instead of the spacers.
그리고, 스페이서(24)의 다른 단부는 게이트 전극(36)에 지지된다.The other end of the spacer 24 is supported by the gate electrode 36.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it belongs to the range of.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 상층 및 하층의 다층 구조로 스페이서를 제조함으로써 고종횡비를 달성할 수 있으며, 스페이서 제조 시간을 단축할 수 있고, 상하층의 스페이서 부재를 기판의 내면에 형성되는 전극 또는 형광체의 형태를 감안하여 다양하게 설계할 수 있으므로, 스페이서의 위치 설정을 용이하게 할 수 있다.As described above, the present invention can achieve a high aspect ratio by manufacturing a spacer with a multilayer structure of an upper layer and a lower layer, can shorten a spacer manufacturing time, and an electrode formed on an inner surface of a substrate with a spacer member of an upper and lower layer; In consideration of the shape of the phosphor, various designs can be made, so that positioning of the spacer can be facilitated.
특히, 캐소드 기판에는 스트라이프 형태의 전극이 제공되는 반면 애노드 기판에는 도트(dot) 타입의 형광막이 제공되는 전계 방출 표시 소자의 경우에는 스페이서를 비발광 영역에 효과적으로 배치하는 것이 가능하다.In particular, in the case of the field emission display device in which the cathode substrate is provided with a stripe-shaped electrode while the anode substrate is provided with a dot-type fluorescent film, it is possible to effectively arrange the spacer in the non-light emitting region.
또한, 막대형 스페이서 부재를 이용하여 복수개의 다층 구조 스페이서를 일체로 연결하는 경우에는 한번의 설치 작업으로도 복수개의 스페이서를 설치할 수 있으므로, 실질적으로 스페이서의 설치 작업에 따른 소요 시간의 단축이 가능하다.In addition, when a plurality of multi-layered spacers are integrally connected by using a rod-shaped spacer member, a plurality of spacers may be installed even with a single installation operation, thereby substantially reducing the time required for installing the spacers. .
그리고, 상기한 스페이서를 갖는 평판 표시 소자는 소자의 제조 시간을 단축할 수 있고, 스페이서 설치 공간의 축소로 인해 미세 화소의 형성이 가능하여 고해상도의 소자를 제조할 수 있는 등의 효과가 있다.In addition, the flat panel display device having the above-mentioned spacers can shorten the manufacturing time of the device, and can form fine pixels due to the reduction of the space for installing the spacer, thereby producing a high-resolution device.
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